基于CDIO模式下数控三二分段《机械设计基础》课程改革与创新

摘要：作为应用型人才培养基地，高职院校需要创新自己的人才培养模式，不断改革专业课程，满足当今社会对应用型人才的需求。基于此，本文就CDIO模式下数控三二分段《机械设计基础》课程改革与创新展开研究，首先阐述了其价值，其次对当前我国高职院校人才培养现状进行分析，最后提出来一些课程改革创新措施，以期能够建立全面合理的人才培养模式。

关键词：CDIO模式;数控三二分段;《机械设计基础》课程革新

中图分类号：G420                                        文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2021）09-0254-02

0  引言

当今社会，科技发展迅速，产业更新速度快，转岗就业现象十分普遍，对于学生而言，其不仅需要具备必要的理论以及实践知识，同时还需要掌握其他特长，不断丰富自己的应用能力，为未来生产建设和发展提供保障。通过对数控三二分段《机械设计基础》课程创新的研究，将其作为基础课程为其他科目改革以及专业教育改革起到衔接作用，进一步促进高职院校应用型人才培养改革工作。

1  基于CDIO模式下数控三二分段《机械设计基础》课程革新价值

1.1 改革的意义

CDIO工程教育模式代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement和运作（Operate），它是以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以各课程之间有机联系的方式进行学习。本研究融入了CDIO工程教育理念，实现了学生在校的理论学习、技能训练与在企业的实际工作经历有机结合，对高职类技术专业的建设具有较高的借鉴意义，适应社会对人才知识结构和能力的需要[1]。

1.2 改革數控三二分段教学

本研究针对当前的高等职业院校《机械设计基础》教学中存在问题探索出一条建设优质、高效、应用性强的《机械设计基础》课程教学体系的途径。同时是对我院机械工程系数控三二分段《机械设计基础》教学的一次改革性重构使《机械设计基础》的教学内容能够以职业技能的培养为根本，紧密结合企业对人才的需求，力求满足知识、技能和教学三方面的需求，具有深远的现实意义，不仅可以提高学生的实践动手能力，还可以培养组与组之间的团队协作能力，增加实训基地的利用率。对其他课程的建设也有借鉴意见，有利于后续课程的教学。

1.3 培养工程科技人才

为响应新型经济快速发展，我国迫切需要培养一大批新兴工程领域科技人才。本项目是对我院机械工程系数控三二分段《机械设计基础》教学的一次改革性重构。教学内容从原来的纯理论到理论与实验结合;教学模式从原来的以教师为主体到以教师为主导、以信息化教学为手段、以学生为主体;最终实现《机械设计基础》的教学内容上的以职业技能的培养为根本，紧密结合企业对人才的需求，力求满足知识、技能和教学三方面的需求。

2  我院高职教育人才培养模式现状分析

现实中，我院高职教育还没有建立一种全面的、合理的人才培养模式，具体表现在：

①任课教师对数控生产、数控加工企业的实际情况了解不多，缺乏实践经验，使理论教学与实践脱节，直接影响企业对学生实践能力的认可率，从而影响学生的就业率。

②课程体系结构不合理，各个课程固守自封，缺乏连贯和融合。本课程前期课程主要有《机械制图》、《公差配合与技术测量》、《CAD》，后续课程主要有《机械设计基础课程设计》、《数控编程加工》等。这些课程有着必然的联系，一些常用件和标准件之间的联系从画图—分析—标注—设计—加工，整个知识体系是完整的，但是目前的课程情况导致各个课程之间形成了单独的科目系统，知识体系构建不了，或者构建不合理，对课程的教学质量造成了很大的影响[2]。

③学生基本功十分有限，教师与学生都缺乏创新意识和创新能力。

④工程实践性环节薄弱。本研究的教学对象是“中高职贯通教育”的数控三二分段专业，实验的基础只有原来老实验室的一些简单的器材，教学内容太陈旧，教学方法单一，考试方法呆板。该专业的学生在中职期间学过的专业性理论课程有《机械制图》、《金属材料》、《机械基础》、CAD等，给《机械设计基础》这门课程做了良好的铺垫，但是在讲课过程中存在很多问题，大多数同学在中职学的课程都没有得到良好的消化，教学内容缺乏交叉和融合，使得课程之间的关系不能很好的衔接，导致了《机械设计基础》这门课施展很困难，对一些机械标准都很陌生。

3  基于CDIO模式下数控三二分段《机械设计基础》课程革新方法

3.1 教学内容的改革

①构思（conceive）：从产品设计与研发展开，以任务驱动方式促使学生获取学习知识点，并分析构思过程，见图1所示。

②设计（Design）：细化知识点和技能点，将整体到局部的构件进行拆散分步设计。找出知识与技能难点，精讲教学内容以机构和零件为主线。想要达到合理的授课方式及构建合理的知识体系，可根据课本知识适当调整课题顺序。如在讲解齿轮设计时由于日常生活实践中齿轮、轴、键就是配合组装在一起的，所以可以将后续的轴以及键和销的知识点提到齿轮这一知识点进行整合来讲解，更能与任务相结合，不会出现知识点断层，见图2所示。

③实现（Implement）：通过实验与实训将产品部件进行试验调整，完善部件的加工。从平面到立体，从二维过渡到三维的演化过程。对比传统实验方式进行以下改革：

原实验内容为：四杆机构的运动原理、四杆机构的演变、减速器拆装等，这些实验都只是在实验室里观察机构的运动，和已经拆卸了的减速器，实验很单一，而实验报告的完成是根据实验教材抄原理、步骤等，根本没有反映学生自己的想法。

调整后的实验内容为：四杆机构的设计，凸轮机构的设计、减速器的设计等，这些实验都是从设计的角度出发，真正的将课程知识运用到实际应用中，丰富了课堂和实验的环节，使学生更容易接受新的知识。

④运作（Operate）：体现的是将产品部件进行最后的装配与调试，由不动到动起来，也就是从静态到动态的实现过程。小车动起来需要除设计课程之外的电动及通信课程的支撑与融合。

3.2 教学方式的改革

①转变教学观念。改变之前的教师主讲，学生听课的方式，充分利用信息化平台，巧妙多媒体、手机、微信、QQ等信息化手段，搭建全方位、立体的教学环境。课后采用线上教学，采用学生们最熟悉的微信、QQ等对知识点进行巩固和总结，或者用来解决学生提出来的问题。

CDIO工程教育理念提出了系统的能力培养，全面的实施指导，完整的实施过程和严格的结果检验等12条标准，是一种具有很强的可操作性的教育理念。

②在课堂教学中强调从具体-抽象-实际的过程，使学生的认识活动建立在具体感知的基础上[3]。例如在讲解四杆机构的演变的时候，可将自行车、起重机等模型进行实体展示，再利用多媒体展现机构的结构和工作原理，然后引导学生举出其他应用于实际中的实例，再分析各类机构传动的应用场合和特点。（图3、图4）

③联系工程实际，利用实物模型，增加感性认识。

④采用启发式教学，提高教学质量，培养创新意识。如在讲授“铰链四杆机构的演化”内容时，我们可以先要求学生自己动手制作四杆机构，然后再进行演化，在制作的过程中学生会遇到很多问题，带着问题自己去查阅相关资料，或者寻求老师的讲解，从而真正的解决问题，真正的学到新的知识。

⑤采用师生互动、类比等教学方式，激发学生创造性思维。教师可分享自己的工作经历，分享往届学生的创新作品和参赛情况，鼓励学生积极参与各种创新大赛，同时培养学生的团结协作能力、社会责任感及爱国主义情怀。

3.3 考核方式的改革

以往我院《机械设计基础》的考查方式都是以考試试卷的形式，这种考查形式使很多学生把考试当作是一种形式，只要60分就可以了，所以不利于对课程的讲解。过去在我们校一般是以平时成绩占30%，卷面成绩占70%，或者平时成绩占40%，卷面成绩占60%来对学生进行考查的，而《机械设计基础》是一门实践性很强的课程，可以将实践活动纳入到考查范围内。将学生制作教学道具引入到考查范围，占考试比例的20%，这样既能激发学生的兴趣，又能培养学生的动手能力。数控三二分段专业的学生自身最大的问题就是对理论知识掌握的不够好，基础差，所以对考查方式的改革是很有必要的[4]。

4  结束语

在CDIO模式下改革职业教育，在课程学习周期中引入产品生命周期，这种创新的学习方式能够将理论和技能学习结合起来，为高职院校技术专业建设改革奠定基础，完善课程专项实践技能训练，提高了实训基地和资源利用率，有利于培养学生的专业能力、思维构架能力以及社会能力，为社会应用型人才起到了积极的作用。

参考文献：

[1]沈燕卿.基于CDIO的高职工业机器人技术专业课程体系改革探讨[J].决策探索（下），2019（10）：53.

[2]耿葵花，谢红梅.创新能力培养下的机械基础系列课程体系的改革分析[J].高教学刊，2019（18）：39-41.

[3]李芸.创新创业教育背景下《机械设计基础》课程改革的探索与实践[J].四川职业技术学院学报，2019，29（04）：131-134.

[4]景雯，张杰，傅文博.CDIO理念下软件工程课程的教学改革与创新[J/OL].中国现代教育装备，2019（21）：1-3.

作者简介：刘旭（1986-），女，贵州万山人，本科，专任教师，助教，研究方向为机械设计与制造。